福建物构所高体积能量密度锂硫电池研究取得进展

 

　　在国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助下，中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员王瑞虎课题组肖助兵等通过简单的水热反应合成了负载硫化钒的还原氧化石墨烯（rGO-VS2）的层状材料，并制备了一系列rGO-VS2片层与硫单质层交替紧密堆积形成的三明治结构rGO-VS2/S正极材料。rGO-VS2片层与活性硫层交替形成的三明治结构可以通过三维方向上的弹性收缩膨胀承受充放电循环过程中活性材料的体积变化。

 

　　同时，由于硫化钒具有高的极性、导电性和电催化活性，少量硫化钒负载在石墨烯片上即可有效地抑制多硫化物的穿梭效应，促进整个硫单质层的氧化还原反应，从而提升硫活性物质的利用率和循环稳定性。负载89 wt% 硫的rGO-VS2/S具有1.84 g cm-3的高振实密度，在0.1 C放电条件下其体积比容量达到了1182.1 mA h cm-3，循环100圈仍能保持在1050 mA h cm-3。该研究表明在可伸缩的三明治结构中引入高导电性和强多硫化物吸附能力的电催化组分可以得到具有优越性能的锂硫电池正极材料，这为开发长寿命、高能量密度锂硫电池提供了新思路。该研究成果以封面文章的形式发表在《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上，并被MaterialsViewsChina推广介绍。